Qué se entiende por "antecedentes combinatorios" en la física experimental de altas energías

Mi suposición es que encuentran ciertas pistas que provienen de una determinada fuente seleccionando "combinatoriamente" todos los pares de pistas y encontrando su masa invariable. Si esto es cierto, de lo cual no estoy seguro, ¿cómo se define el fondo, es decir, a qué distancia de los picos de masa invariantes? Cualquier referencia ayudará también.

Respuestas (2)

Especialmente en los colisionadores de hadrones, muchas veces suceden muchas cosas en un solo evento. Puede haber múltiples chorros (que se originan en quarks o gluones, que no pueden sobrevivir solos, cf. confinamiento, etc.).

Muchas de las partículas que uno estaría buscando en tales eventos tienen un tiempo de vida muy corto, como un quark top, un bosón W o Z. Por lo tanto, a diferencia de cosas más obvias en un evento, uno tiene que reconstruir la existencia de esas partículas identificando correctamente su producto de descomposición.

Por ejemplo, un bosón W puede decaer en dos quarks, que formarán chorros. Ahora, si tiene muchos jets en un evento, ¿cuál de esos dos elegirá? Probablemente aquellos cuya masa invariante combinada está cerca de la masa W. Pero aún así, dado que desafortunadamente los objetos en el evento no vienen con etiquetas, no podemos estar seguros de que estos chorros sean la combinación correcta .

Otro ejemplo sería un evento top-antitop. La parte superior se descompone, casi al 100%, en un bosón W y un quark ab (que se convertirá en un jet). Cada W puede decaer leptónica o hadrónicamente. Entonces, en un evento top-antitop totalmente hadrónico, tiene 6 (!) Chorros que debe combinar correctamente para reconstruir el evento. Incluso si está viendo una muestra pura de eventos top-antitop (como en una simulación de Montecarlo), seguramente obtendrá esas combinaciones incorrectas.

Estas cosas son lo que se llama fondo combinatorio.

En una colisión se producen muchas partículas. Muy a menudo uno busca una partícula no directamente sino a través de sus productos de desintegración (consulte el libro de datos de partículas para conocer las partículas conocidas y sus desintegraciones). Como ejemplo, considere el decaimiento jpsi en un par de muones. En cada colisión se busca un par de muones. Dependiendo de la energía de colisión habrá menos o más de un muón por evento pero de todos modos se construirán todos los posibles pares de muones en cada evento con los muones medidos en el evento. Si los muones provienen de un jpsi, como los fragmentos de la explosión de una bomba, llevarán la energía del jpsi, por lo que se calcula la energía total de cada par (su masa). Los piones se producen copiosamente en la colisión y tienen una probabilidad de desintegrarse en muones. Esto constituye otra forma de producir un par mediante una combinación aleatoria de muones producidos independientemente por piones u otras fuentes. Este es un fondo combinatorio típico. Si conduce a la misma masa, no hay forma de separarlo de un decaimiento psi. Pero globalmente, estas combinaciones conducirán a distribuciones de masas, por lo que uno podrá separar el pico psi de la contribución combinatoria mucho más amplia. este problema combinatorio es más general: cada vez que uno busque un par específico, tendrá una cierta probabilidad de que una combinación aleatoria de otros productos se vea similar Pero globalmente, estas combinaciones conducirán a distribuciones de masas, por lo que uno podrá separar el pico psi de la contribución combinatoria mucho más amplia. este problema combinatorio es más general: cada vez que uno busque un par específico, tendrá una cierta probabilidad de que una combinación aleatoria de otros productos se vea similar Pero globalmente, estas combinaciones conducirán a distribuciones de masas, por lo que uno podrá separar el pico psi de la contribución combinatoria mucho más amplia. este problema combinatorio es más general: cada vez que uno busque un par específico, tendrá una cierta probabilidad de que una combinación aleatoria de otros productos se vea similar